Sejarah Panjang Penelitian dan Pengembangan biokeramik hydroxy apatite dan produk turunannya

Teknik pembuatan biokeramik hidroksiapatit yang sudah dikembangkan oleh Tim Biomaterial dari Pusat Teknologi Material BPPT mempunyai prospek yang menjanjikan untuk dapat dikembangkan di industri di Indonesia. Hal ini disebabkan teknik ini cukup sederhana dan merupakan pengolahan lebih lanjut dari produk yang sudah dihasilkan industri pengolahan batu gamping dengan peningkatan nilai tambah produk batu gamping yang signifikan. Pengembangan teknologi ini dimulai sejak periode tahun 2003 - 2005 dengan menggunakan teknik sol-gel. Kemudian, serbuk hidroksiapatit yang dihasilkan dibentuk menjadi produk material padatan (dense material) dan berpori (porous material). Produk-produk ini sudah memenuhi standar ISO 13779-1:2000 yaitu tentang ceramic hydroxyapatite dan juga sudah di-uji-praklinis-kan baik secara in vitro, berupa uji toksisitas, maupun in vivo, berupa uji biokompatibilitas pada kelinci. Pengujian-pengujian ini dilakukan melalui kerjasama dengan Bagian Ortopedi dan Traumatologi RS Soetomo Surabaya. Pada kurun waktu itu juga dikembangkan porous hidroksiapatit yang dimuati obat sebagai sebagai produk bonegraft yang mempunyai dua fungsi: sebagai material pengganti tulang, dan sekaligus sebagai pembawa obat (drug carrier) untuk terapi infeksi yang sering menyertai kerusakan tulang khususnya yang disebabkan oleh tumor. Profil pelepasan obat dari produk ini juga sudah diujikan secara in vivo pada kelinci.

Selanjutnya pada Tahun 2006 hingga 2008 dilakukan pengembangan teknik pembuatan biokeramik dengan memanfaatkan sumber alam lokal, khususnya batu gamping, dalam upaya meningkatkan kandungan lokal dan menurunkan biaya proses pembuatan. Hasilnya diperoleh material serbuk dan porous (berpori) yang juga memenuhi standar ISO 13779-1:2000 dan telah lolos uji praklinis, seperti halnya produk yang dihasilkan dengan teknik sol-gel. Kemudian, pada tahun 2009 ini, dilakukan pengembangan hidroksiapatit berbahan dasar gamping sebagai material pelapis yang banyak digunakan untuk melapisi komponen implan logam. Teknik pelapisan yang digunakan adalah electrophoretic deposition (EDP).

Pada kurun waktu 2010-2011, melalui Program Insentif Kementerian Riset dan Teknologi RI, dilakukan kajian scalling up produksi serbuk HA dengan mengembangkan alat produksi dengan kapasitas yang cukup representatif, yaitu 1 kg/batch, sebagai model dalam uji produksi serbuk HA. Terakhir, pada tahun 2013, dilakukan pengembangan nano-powder HA dalam rangka meningkatkan kinerja HA sebagai material bioaktif, serta dilakukan optimasi terhadap morfologi material berpori HA.

Selanjutnya pada tahun 2014 dihasilkan prototipe alat produksi serbuk HA. Hasil percobaan awal di tahun 2015 memperlihatkan adanya beberapa kelemahan pada aliran material di proses mixing dan hasi akhir serbuk yang harus ditumbuk dan diayak untuk proses selanjutnya, sehingga diperlukan perbaikan.

Produk HA di tahun 2015 kemudian dilakukan karakterisasi atau pengujian sifat bahan dari produk HA berpori dengan beberapa metode analisis yaitu antara lain Fourier Transformed Infra Red (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsi senyawa yang ada dalam bahan, X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui fasa atau struktur kristal dan senyawa yang ada dalam bahan, dan Compressive Strength untuk mengetahui sifat kekuatan tekan dari material HA berpori.

Pada akhir tahun 2015 sampai dengan pertengahan tahun 2016, PTM-BPPT telah mengembangkan teknik infiltrasi biopolimer yang bertindak sebagai agen nutrisi dan antibakteri dengan teknik impragnasi. Teknik ini mampu menigkatkan kekuatan mekanik Ha porous dengan rentang nilai kuat tekan antra 1- 3.5 Mpa. Dengan kuat tekan dalam rentang tersebut, aplikasi Ha porous yang dihasilkan akan lebih luas, terutama untuk mengatasi defect dan faktur pada tulang tulang dengan beban kerja tinggi.

Untuk mencapai sasaran yang diinginkan di setiap tahapan kegiatan dalam periode waktu yang sudah ditetapkan, maka kegiatan ini akan dilakukan dengan metodologi berupa langkah-langkah kegiatan teknis setiap tahun. Penguatan teknologi produksi biokeramik berbasis gamping lokal akan ditunjang oleh uji medis sehingga sertifikasi produk dan proses produksi dapat memenuhi ketentuan peraturan oleh Kementerian Kesehatan. Pemanfaatan dilakukan dengan melakukan trial production alat kesehatan untuk digunakan di beberapa rumah sakit terkait.